工厂模式

前置知识

概念

实现了创建者和调用者的分离。

详细分类：

简单工厂模式
工厂方法模式
抽象工厂模式

面向对象设计的基本原则

OCP（开闭原则，Open-Closed Principle）：一个软件的实体应当对扩展开放，对修改关闭。

DIP（依赖倒转原则，Dependence Inversion Principle）：要针对接口编程，不要针对实现编程。

LoD（迪米特法则，Law of Demeter）：只与你直接的朋友通信，而避免和陌生人通信。

核心本质

实例化对象，用工厂方法代替new操作。

将选择实现类、创建对象统一管理和控制。从而将调用者跟我们的实现类解耦。

简单工厂模式

用来生产同一等级结构中的任意产品。（对于增加新的产品，需要修改已有代码）

工厂方法模式

用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持增加任意产品）

抽象工厂模式

用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族）

工厂模式

简单工厂模式

简单工厂模式也叫静态工厂模式，就是工厂类一般是使用静态方法，通过接收的参数的不同来返回不同的对象实例。

Car 接口

/**
 * Car 接口
 * @author YJ
 */
public interface Car {
    void run();
}

Audi汽车类现实Car接口

public class Audi implements Car{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Audi Run ...");
    }
}

Byd汽车类现实Car接口

public class Byd implements Car{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Byd Run ...");
    }
}

CarFactory 工厂类

两种实现方式

public class CarFactory {

    public static Car createCar(String type){
        if ("奥迪".equals(type)){
            return new Audi();
        }else if ("比亚迪".equals(type)){
            return new Byd();
        }else {
            return null;
        }
    }
}

或者重构方法

/**
 * 简单工厂类/静态工厂类
 * @author YJ
 * @date 2022/5/10 16:57
 */
public class CarFactory2 {

    public static Car createAudi(){
        return new Audi();
    }

    public static Car createByd(){
        return new Byd();
    }
}

工厂方法模式

为了避免简单工厂模式的缺点，不完全满足OCP

工厂方法模式和简单工厂模式最大的不同在于，简单工厂模式只有一个（对于一个项目
或者一个独立模块而言）工厂类，而工厂方法模式有一组实现了相同接口的工厂类。

先建立Audi Byd Car 接口类

public class Audi implements Car {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Audi Run ...");
    }
}

public class Byd implements Car {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Byd Run ...");
    }
}

/**
 * Car 接口
 * @author YJ
 */
public interface Car {
    void run();
}

新建CarFactory 工厂类

public interface CarFactoryFa

后面如果来实现Audi Byd 的话，就直接通过实现 CarFactory 工厂类来完成创建

例创建AudiFactory

public class AudiFactory implements CarFactory{
    /**
     * 构建汽车
     *
     * @return
     */
    @Override
    public Car createCar() {
        return new Audi();
    }
}

创建BydFactory

public class BydFactory implements CarFactory{
    /**
     * 构建汽车
     *
     * @return
     */
    @Override
    public Car createCar() {
        return new Byd();
    }
}

在拓展的时候，满足OCP 原则，即一个软件的实体应当对扩展开放，对修改关闭

例：需求：新增Benz工厂，通过创建Benz 模型，再实现Benz接口

public class Benz implements Car{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Benz run .....");
    }
}

public class BenzFactory implements CarFactory{
    /**
     * 构建汽车
     *
     * @return
     */
    @Override
    public Car createCar() {
        return new Benz();
    }
}

完成了需求的新增，但没有对之前的代码进行修改

简单工厂模式和工厂方法模式PK

结构复杂度

从这个角度比较，显然简单工厂模式要占优。简单工厂模式只需一个工厂类，而工厂方法模式的工厂类随着产品类个数增加而增加，这无疑会使类的个数越来越多，从而增加了结构的复杂程度。
代码复杂度

代码复杂度和结构复杂度是一对矛盾，既然简单工厂模式在结构方面相对简洁，那么它在代码方面肯定是比工厂方法模式复杂的了。简单工厂模式的工厂类随着产品类的增加需要增加很多方法（或代码），而工厂方法模式每个具体工厂类只完成单一任务，代码简洁。
客户端编程难度

工厂方法模式虽然在工厂类结构中引入了接口从而满足了OCP，但是在客户端编码中需要对工厂类进行实例化。而简单工厂模式的工厂类是个静态类，在客户端无需实例化，这无疑是个吸引人的优点。
管理上的难度

这是个关键的问题。我们先谈扩展。众所周知，工厂方法模式完全满足OCP，即它有非常良好的扩展性。那是否就说明了简单工厂模式就没有扩展性呢？答案是否定的。简单工厂模式同样具备良好的扩展性——扩展的时候仅需要修改少量的代码（修改工厂类的代码）就可以满足扩展性的要求了。尽管这没有完全满足OCP，但我们不需要太拘泥于设计理论，要知道， sun提供的java官方工具包中也有想到多没有满足OCP的例子啊。然后我们从维护性的角度分析下。假如某个具体产品类需要进行一定的修改，很可能需要修改对应的工厂类。当同时需要修改多个产品类的时候，对工厂类的修改会变得相当麻烦（对号入座已经是个问题了）。反而简单工厂没有这些麻烦，当多个产品类需要修改是，简单工厂模式仍然仅仅需要修改唯一的工厂类（无论怎样都能改到满足要求吧？大不了把这个类重写）。

根据设计理论建议：工厂方法模式。但实际上，我们一般都用简单工厂模式。

抽象工厂模式

用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族）

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，在有多个业务品种、业务分类时，通过抽象工厂模式产生需要的对象是一种非常好的解决方式。

创建产品簇Engine

/**
 * 发动机产品簇
 * @author YKX
 */
public interface Engine {
    void run();

    void start();
}
    class LuxuryEngine implements Engine{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Fast ! ");
        }

        @Override
        public void start() {
            System.out.println("启动快，可以自动启停");
        }
    }

    class LowerEngine implements Engine{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Low ! ");
        }

        @Override
        public void start() {
            System.out.println("启动慢，不可以自动启停");
        }
    }

座椅产品簇Seat

public interface Seat {
	void massage();
}

class LuxurySeat implements Seat {

	@Override
	public void massage() {
		System.out.println("可以自动按摩！");
	}
	
}
class LowSeat implements Seat {

	@Override
	public void massage() {
		System.out.println("不能按摩！");
	}
	
}

轮胎产品簇Tyre

/**
 * 轮胎产品簇
 *
 * @author YKX
 */
public interface Tyre {
    void revolve();
}

class LuxuryTyre implements Tyre {
    @Override
    public void revolve() {
        System.out.println("旋转磨损慢！");
    }
}

class LowerTyre implements Tyre {
    @Override
    public void revolve() {
        System.out.println("旋转磨损快");
    }
}

创建低端汽车工厂类

/**
 * 低端工厂
 * @author YJ
 * @date 2022/5/11 10:40
 */
public class LowerCarFactory implements CarFactory{
    @Override
    public Engine createEngine() {
        return new LowerEngine();
    }

    @Override
    public Seat createSeat() {
        return new LuxurySeat();
    }

    @Override
    public Tyre createTyre() {
        return new LuxuryTyre();
    }
}

高端工厂类

/**
 * 高端汽车工厂
 * @author YJ
 */
public class LuxuryCarFactory implements CarFactory {

    @Override
    public Engine createEngine() {
        return new LuxuryEngine();
    }

    @Override
    public Seat createSeat() {
        return new LuxurySeat();
    }

    @Override
    public Tyre createTyre() {
        return new LuxuryTyre();
    }
}

进行测试

Client 类

/**
 * 产品族
 * @author YJ
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        LuxuryCarFactory factory = new LuxuryCarFactory();
        Engine engine = factory.createEngine();
        engine.run();
        engine.start();
    }
}

运行结果

总结

工厂模式要点：

简单工厂模式(静态工厂模式)

虽然某种程度不符合设计原则，但实际使用最多

工厂方法模式

不修改已有类的前提下，通过增加新的工厂类实现扩展。

抽象工厂模式

不可以增加产品，可以增加产品族！

应用场景

JDK中Calendar的getInstance方法

JDBC中Connection对象的获取

Hibernate中SessionFactory创建Session

spring中IOC容器创建管理bean对象

XML解析时的DocumentBuilderFactory创建解析器对象

反射中Class对象的newInstance()

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